LABORATORIO PÉNDULO MAXWELL

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[pic 7]

Con la masa del péndulo y la velocidad usando la calculadora del Capstone hallamos la energía cinética de traslación y obtuvimos la figura K vs tiempo, de la que podemos concluir que en el mismo lapso de tiempo las energías son inversamente proporcionales, ejemplo para los 7.5 segundos la figura de energía cinética de traslación es alta y para el mismo tiempo la energía potencial es baja.

En las dos anteriores gráficas, podemos observar que hay un aumento significativo de la energía rotacional en el mismo intervalo de tiempo, esto es de esperar dado que inicialmente el péndulo dio más ciclos por segundos esto debido a que su altura disminuye con el trascurso del tiempo.

[pic 8]

Una vez se obtiene la energía mecánica por medio de la calculadora del Capstone sumando todas las energías anteriormente calculadas, obtuvimos el grafico E Vs Tiempo.

En esta grafica podemos observar que para un intervalo de tiempo, la energía mecánica se conserva, debido a que siendo la energía mecánica la suma de todas las energías presentes en el movimiento, cuando la energía de traslación tiende a cero, la energía potencial va en aumento.

La oscilación registrada, se le atribuye a las otras energías presentes en el movimiento como la fricción de las cuerdas con el eje, y del aire frete al péndulo.

Con los datos de esta grafica podemos calcular el trabajo realizado mediante la ecuación

W = Ef – E0

Reemplazando

W = 1.35 – 2.9 entonces W = - 1.55

El valor negativo del trabajo demuestra que en el movimiento existen fuerzas de rozamiento como lo mencionamos anteriormente.

- Cálculos

[pic 9]

Continuado con el laboratorio hallamos la energía potencial del péndulo usado la calculadora del Capstone, con la ecuación de energía potencial, teniendo la masa del péndulo (0.51158) Kg, la gravedad de Cali (9.77) m/s2 y a la altura total del desplazamiento (0.764) m, le restamos la altura del sensor de movimiento al péndulo (0.181) metros cuando está totalmente estirada la cuerda.

- Conclusiones

- Si se desprecian las fuerzas de rozamiento sobre el péndulo se puede afirmar que la energía mecánica E se conserva.

- La energía total del péndulo de Maxwell es la suma de la energía cinética traslacional del centro de masa Kcm, la energía cinética rotacional Krot y la energía potencial gravitacional del centro de masa Ucm.

- Al liberar el disco desde cierta altura h, medida desde el punto más bajo de su trayectoria, su energía potencial gravitacional disminuye mientras que las energías cinéticas, de traslación y de rotación, aumentan.

- Podemos concluir que a menor altura menos energía potencial es almacenada por la rueda.

- Si en la gráfica de energía mecánica observamos una línea recta podrimos decir que el trabajo de las fuerzas de rozamiento son cero, sin embargo para este laboratorio se observó en la gráfica de energía mecánica que se presentan oscilaciones como se esperaba dado a las fuerzas de rozamiento presentes.

- La energía potencial gravitatoria se va convirtiendo en energía cinética mientras cae el péndulo por esto se puede determinar que a menor altura menos energía potencial es almacenada por el péndulo.

- Bibliografía

- F. W. Sears, M. W. Zemansky, H. D. Young, R. A. Freedman. Física Universitaria, volumen 1. Décimoprimeraedición, Pearson Educación, México, 2004.

- http://augusta.uao.edu.co/moodle/file.php/431/Material_de_Laboratorio/Guias_2013_02/07._Pendulo_Maxwell.pdf